鋁合金表面處理工藝完整版

1、【工藝知識】鋁材表面處理工藝大全介紹總則表面處理：它是通過機(jī)械和化學(xué)的方法處理后，能在產(chǎn)品的表面上形成一層保護(hù)機(jī)體的保護(hù)層。 在自然界中能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，增加機(jī)體的抗蝕性和增加產(chǎn)品的美觀，從而提升產(chǎn)品的價值。表面 處理種類的選擇首先要從使用環(huán)境，使用壽命，人為欣賞的角度出發(fā)，當(dāng)然經(jīng)濟(jì)價值也是考慮的 核心所在。表面處理的流程包括前處理，成膜，膜后處理。包裝，入庫。出貨等工序，其中前處理包括機(jī)械 處理，化學(xué)處理。機(jī)械處理包括噴吵，拋丸，打磨，拋光，打蠟等工序。機(jī)械處理目的使產(chǎn)品表面剔除凹凸不平， 補(bǔ)救表面其它外觀不良現(xiàn)象?；瘜W(xué)處理使產(chǎn)品表面的油污銹跡去除，并且形成一層能使成膜物質(zhì) 更好的結(jié)合或和化成

2、活性金屬機(jī)體，確保鍍層有一個穩(wěn)定狀態(tài)，增加保護(hù)層的結(jié)合力，從而達(dá)到 保護(hù)機(jī)體的作用。鋁材表面處理鋁材常見的化學(xué)處理有倍化，噴漆，電鍍，陽極氧化，電泳等工藝。其中機(jī)械處理有拉絲，拋 光，噴吵，打磨等工藝。第一節(jié)?倍化倍化會便產(chǎn)品表面形成一層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，膜層厚度在0.5-4um,這層轉(zhuǎn)化膜吸附性好，主要作為 涂裝底層。外觀有金黃色，鋁本色，綠色等。這種轉(zhuǎn)化膜導(dǎo)電性能好，是電子產(chǎn)品的最好選項(xiàng)， 如手機(jī)電池內(nèi)導(dǎo)電條，磁電設(shè)備等。該膜層適合所有鋁及鋁合金產(chǎn)品。但該轉(zhuǎn)化膜質(zhì)軟，不耐 磨，因此不利于做產(chǎn)品外部件利用。銘化工藝流程： 脫脂一 鋁酸脫一珞化一 包裝一 入庫倍化適合于鋁及鋁合金，鎂及鎂合金產(chǎn)品。品

3、質(zhì)要求：1）顏色均勻，膜層細(xì)致，不可有碰傷，刮傷，用手觸摸，不能有粗糙，掉灰等現(xiàn)象。2）膜層厚度0. 3-4um。第二節(jié)，陽極氧化陽極氧化:可以使產(chǎn)品表面形成一層均勻，致密的氧化層，（A12O3。6H20俗名鋼玉）這種膜能使產(chǎn) 品的表面硬度達(dá)到（200-300HV）,如果特種產(chǎn)品可以做硬質(zhì)陽極氧化，產(chǎn)品表面硬度可達(dá)400- 1200HV,因而硬質(zhì)陽極氧化是油缸，傳動，不可缺的表面處理工藝。另外這種產(chǎn)品耐磨性非常好，可做航空，航天相關(guān)產(chǎn)品的必用工藝。陽極氧化和硬質(zhì)陽極氧化不 同之處：陽極氧化可以著色，裝飾性比硬質(zhì)氧化要好的多。施工要點(diǎn)：陽極氧化對材質(zhì)要求很嚴(yán) 格，不同的材質(zhì)表面有不同的裝飾效果，

4、常用的材質(zhì)有6061, 6063, 7075, 2024等，其中，2024 相對效果要差一些，由于材質(zhì)中CU的含量不同，因此7075硬質(zhì)氧化呈黃色，6061, 6063呈褐 色，但普通陽極氧化6061, 6063, 7075沒多大的差別，但2024就容易出現(xiàn)很多金斑。一，常見工藝常見的陽極氧化工藝有拉絲霧面本色，拉絲亮面本色，拉絲亮面染色，霧面拉絲染色（可染成任何 色系）。拋光亮面本色，拋光霧面本色，拋光痙面染色，拋光霧面染色。噴吵亮面本色，噴吵霧面 本色，噴沙染色。以上鍍種均可用在燈飾器材上。二，陽極氧化工藝流程除油一 堿蝕一 化拋一中和一 黎地一 中和陽極氧化一 染色一封孔一 熱水洗一 烘

5、干 三，常見品質(zhì)異常判斷A?表面出現(xiàn)花斑。這種異常一般是由于金屬調(diào)質(zhì)不好或材質(zhì)本身太差所至，處理辦法，重新熱處 理?；蚋鼡Q材質(zhì)。B表面出現(xiàn)彩虹色。這種異常一般陽極作業(yè)失誤所致。，上掛時松動，造成產(chǎn)品導(dǎo)電不良。，處 理辦法，退電重新陽極處理。C,表面碰傷，刮傷嚴(yán)重。這種異常一般是由于運(yùn)輸或加工過程中，作業(yè)大意所致，處理辦法，退 電，打磨再電。D,染色時表面出現(xiàn)白點(diǎn)。，這種異常一般是由于陽極作業(yè)時，水中有油，或其它雜質(zhì)所致。四，品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1）膜厚5-25um,硬度在200HV以上，封孔實(shí)驗(yàn)色變率小于5%2）鹽霧實(shí)驗(yàn)在36小時以上，且能達(dá)到9級以上CNS標(biāo)準(zhǔn)3）外觀不能有碰傷，刮傷，彩云等現(xiàn)象。表面不

6、能有掛點(diǎn)，發(fā)黃等不良現(xiàn)象四，壓鑄鋁,如A380, A365, A382等均不能做陽極氧化第三節(jié)，鋁材電鍍工藝 一，鋁及鋁合金材料的優(yōu)點(diǎn)具有導(dǎo)電性好，傳熱快，比重輕，易于成型等優(yōu)點(diǎn)，但鋁及鋁合金有硬度低，不耐磨，易發(fā)生品 間腐蝕，不易焊接，等缺點(diǎn)，影響到使用范圍。故為了揚(yáng)長避短，現(xiàn)代工業(yè)中，利用電鍍解決了 這一問題。二，鋁材電鍍的優(yōu)點(diǎn)1）改善裝飾性， 2）提高表面硬度與耐磨性3）降低摩擦系數(shù)，改善潤滑性。4）提高表面導(dǎo)電性能。5）提高耐蝕性（包括與其它金屬組合）6）易于焊接7）提高與橡膠熱壓合時的結(jié)合力。8）提高反光率9）修復(fù)尺寸公差由于鋁是一個比較活潑的金屬，被電鍍物均比鋁材活潑性強(qiáng)，因此，電

7、鍍前，必須做相應(yīng)的化學(xué) 轉(zhuǎn)化，如浸鋅，鋅鐵合金，鋅銀合金，而使鋅及鋅合金底層有良好的結(jié)合力的中間層制化鍍銅 層。壓鑄鋁由于機(jī)體結(jié)構(gòu)疏松，打磨時，不能打磨掉機(jī)體表層部份，否則出現(xiàn)針孔，吐酸，脫皮 等現(xiàn)象。三，鋁材電鍍的工藝流程為脫脂一堿蝕一活化一鋅置換一活化一電鍍（如銀，鋅，銅等）一鍍銘或鈍化一烘干。1、常見的鋁材電鍍鍍種有鍍銀（珍珠鎮(zhèn)，沙鎮(zhèn)，黑銀），鍍銀（面銀，厚銀），鍍金，鍍鋅（彩鋅，黑鋅，藍(lán)鋅），鍍銅 （青鼓銅，白錫銅，堿銅，焦銅，酸銅），鍍銘（白銘，硬銘，黑銘）等。2、常見鍍種的用途1）鍍黑色，如黑鋅，黑銀，等均用在光學(xué)電子及醫(yī)療器械上。2）鍍金，銀是電子產(chǎn)品的最好導(dǎo)體，同時也能提高產(chǎn)品

8、的高等裝飾性，但價格比較昂貴，一般均 用在電子產(chǎn)品導(dǎo)電方面，如高精電線端子等的電鍍。3）銅，鎮(zhèn)，絡(luò)是現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中最普及的混合鍍種，不管在裝飾性，抗蝕性，均是目前世界上最 普及的鍍種。價格低廉，可用在運(yùn)動器材，燈飾，大部份電子行業(yè)中。4）銅系鍍種中，白錫銅是七八十年代發(fā)展起來用于環(huán)保形鍍種，白色亮麗，是首飾行業(yè)的首選。 青銅（鉛錫銅可做仿金，因而是比較好的裝飾性鍍種）但銅的防變色性比較差，因而發(fā)展比較 慢。5）鋅系電鍍：鍍鋅層呈青白色，易溶于酸，堿。由于鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位比鐵負(fù)，對鋼鐵而言，可提供 可靠的電化學(xué)保護(hù)。在工業(yè)大氣，海洋性大氣中使用的鋼鐵制品均可選擇鋅作保護(hù)層。6）硬錯，在一定的條件下沉

9、積的錨鍍層有很高的硬度和耐磨性，硬度達(dá)到HV900-1200kg/mm,銘 是常用鍍層中硬度最高的鍍層，可提高零件的耐磨性，延長使用壽命。如工，模，量，卡具， 等。因此該鍍種是氣缸，油壓，傳動系統(tǒng)不可缺少的處理方式。3、常見異常及改善措施1）脫皮：a鋅置換不好，時間過長或太短，改善措施，重新確定置換時間，槽液溫度，槽液濃度 等作業(yè)參數(shù)。b,活化不夠，改善措施，改變活化方式。c?前處理不徹底，工件表面有油，改善措施，加強(qiáng)前處理。2）表面粗糙：a,電鍍液光劑，柔劑，針孔劑量不適，重新調(diào)整助劑數(shù)量。b機(jī)體表面本身粗糙，重新打磨后再電鍍。3）表面發(fā)黃屬低電位走勢不正，改變裝掛方式。加適量的走位劑。4）

10、表面起毛齒：電鍍液太臟，加強(qiáng)過濾，作適當(dāng)?shù)牟垡禾幚怼?、品質(zhì)要求1）外觀無發(fā)黃，針孔，毛刺，起泡，碰傷，刮傷等不良現(xiàn)象。2）膜厚15um以上，鹽霧實(shí)驗(yàn)48小時，達(dá)美軍標(biāo)9級以上，電位差130T50mv區(qū)間。3）結(jié)合力能通過60度彎曲實(shí)驗(yàn)。4）特殊環(huán)境的產(chǎn)品，可做相應(yīng)的變動。5、鋁及鋁合金電鍍操作注意事項(xiàng)1）鋁零件電鍍宜用鋁合金作掛具；2）鋁及鋁合金經(jīng)過浸蝕后的各道工序必須快速進(jìn)行，工序之間的間歇時間越短越好，以免重新氧化；3）第二次浸鋅時間不能過長，以免造成過腐蝕；4）水洗必須洗干凈；5）電鍍過程中要防止中途斷電。第四節(jié)，鋁材的涂裝涂裝分為浸涂，噴涂，淋涂，滾涂和刷涂等，其中以浸涂和噴涂為主，

11、浸涂也就是電泳涂裝，它 采用電化學(xué)方法將有機(jī)樹脂的膠粒沉積在工件的表面上，形成透明或各種色系的有機(jī)涂層。其 中，陰極電泳是七十年代發(fā)展起來的新工藝也是浸涂行業(yè)中主要匚藝。優(yōu)點(diǎn)耐蝕性好，抗變色性 能強(qiáng)，結(jié)合力好的特點(diǎn)。噴涂分為粉體涂裝和液體涂裝，其中靜電涂裝是目前業(yè)界中比較流行的 工藝。一，涂裝工藝范圍由于涂裝抗蝕性好，價格低廉，色系多（可以做任何不同顏色）它適合于所有鋁件材質(zhì)，但素材 結(jié)構(gòu)太松如翻沙產(chǎn)品，需刮灰作業(yè)，相對品質(zhì)也要較差。1、靜電涂裝的工作原理在泵浦的作用下，使涂料進(jìn)入電場，涂料顆粒帶負(fù)電。在霧化氣壓的作用下，使涂料變的更細(xì)和 均勻然后在工作氣壓的作用下，涂料在旋杯或噴嘴的作用下，

12、均勻的噴撒在工件的表面上。由于 在同一垂直面上，噴槍和工件的距離是相等的，同一界面電場強(qiáng)度也是一樣的，因此正負(fù)電荷相 吸，工件表面上就涂覆了一層均勻的有機(jī)樹脂涂層。然后在高溫烘烤的條件下，樹脂達(dá)到流平和固化的狀態(tài)。牢固的鑲嵌在工件的表面上，達(dá)到保護(hù)工件的作用。2、鋁材涂裝工藝流程機(jī)械打磨一 脫脂一 除氧化膜一銘化一噴粉或液一 烘烤一 下掛一 全檢一包裝一 入庫1）粉液體作業(yè)常見異常及處理辦法?現(xiàn)象？造成原因？糾正預(yù)防措施?1、調(diào)整噴槍吐出量1、粉噴太厚；2、烤爐溫度不桔皮？2、調(diào)整溫度匹配：3、粉質(zhì)量太差備注液體噴涂時出皮時1、油漆性能配2、作業(yè)時有飛濺到工3、改換粉質(zhì)量3、油漆粘度液體出現(xiàn)掉

13、漆1、前處理不當(dāng)1、前處理太差2、溫度不夠，1、加強(qiáng)前處理2、調(diào)整掉漆？2、溫度不當(dāng)3、底漆和面漆?差沒烤干3、粉本身結(jié)合力不好 溫度3、調(diào)整粉體質(zhì)?量值太大。1、粉體噴的太薄或沒噴到2、露底？改換作業(yè)方式?機(jī)械前處理不徹底1、粉體本身2、作業(yè)方式不標(biāo)色差？改換作業(yè)方式?準(zhǔn)流掛？ 1、粉質(zhì)量不好2、粉噴太厚 改換作業(yè)方式?同前液體時；1、底漆和面漆本身。2、油漆粘度，噴涂厚度。調(diào)整槍距，調(diào)整吐出量。1、調(diào)整前處理各工序處1、前處理不好，工件上有油 理時間，化驗(yàn)前處理各藥針孔？液體相同2、噴涂太薄液含量是否標(biāo)準(zhǔn)2、更換相關(guān)工序的水2）品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)參考項(xiàng)目品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)測試依據(jù)顏色以樣板為標(biāo)準(zhǔn)，色差小于L5

14、E依客戶要求而定硬度大于2HGB6739-86耐沖擊50kg/cm2GB/T1732彎曲實(shí)驗(yàn)工件對折45度ASTMD522附著力百格ASTMD3002鹽霧實(shí)驗(yàn)500小時抗蝕10年冷熱實(shí)驗(yàn)冷，熱各168次變性10年外觀依客戶要求依客戶要求膜厚粉體 80-120um,液體 30-40um抗變色10年耐沸水耐沸處理1. 5hGB/T17748第五節(jié)，鋁材化學(xué)鍍一，化學(xué)鍍原理化學(xué)鍍是在無電流通過（無外界動力）時借助還原劑在同一溶液中發(fā)生的氧化還原作用，從而使 金屬離子還原沉積在零件表面上的一種鍍覆方法。所以化學(xué)鍍可以敘述為一種用以沉積金屬的， 可控制的，自催化的化學(xué)還原過程，其反應(yīng)通式為：二，化學(xué)鍍的

15、特點(diǎn)隨著工業(yè)的發(fā)展，化學(xué)鍍己成為一種具有很大發(fā)展前途的工藝技術(shù)，同其它鍍覆方法比較，化學(xué) 鍍具有如下特點(diǎn)：1）可以在由金屬，半導(dǎo)體和非導(dǎo)體等各種材料制成的零件上鍍覆金屬。2）無論零件的幾何形狀如何復(fù)雜，凡能接觸到溶液的地方都能獲得厚度均勻的鍍層。3）對于自催化的化學(xué)鍍來說，可以獲得較大厚度的鍍層，甚至可以電鑄。4）無需電流。5）鍍層致密，孔隙少。6）鍍層往往具有特殊的化學(xué)，機(jī)械性能。由于化學(xué)鍍有很多的優(yōu)點(diǎn)，因此化學(xué)鍍越來越在工業(yè)，電子業(yè)界中發(fā)展速度較快。下面以化學(xué)鍍鎮(zhèn)為例做如下介紹:1）化學(xué)鍍保由于用次磷酸鈉作還原劑，因此一般獲得的鍍層為銀磷合金。依含磷量不同可以分為 低磷（1%-4%）中磷（

16、4%-10%）和高磷（10%-12%） o從不同的PH值的鍍液中可獲得不同含磷量的 鍍層，在PH=4-5時，可獲得中磷和高磷合金。從弱堿性液中PH=8-10中可獲得低磷和中磷合金。 含磷在8%以上的NI-P合金是非晶態(tài)鍍層，因無晶界所以抗腐性能特別優(yōu)良。通過熱處理300T00 度變成非晶態(tài)與晶態(tài)的混合物時硬度可達(dá)HV=1150,化學(xué)鍍熱處理后硬度接近硬銘的硬度，是替 代硬銘層的理想鍍層，乂是可在鋁上施鍍的好鍍種（可適合所有鋁及鋁合金產(chǎn)品，包括鍛造，壓 鑄，鋁型材等）。缺點(diǎn)：該鍍種脆性大，但經(jīng)熱處理后的產(chǎn)品可塑性大大提高。（一般經(jīng)400度 以上的熱處理四小時，其可塑性改善好多）2）鋁材化學(xué)鍍銀工

17、藝流程：超聲波除油一 除氧化膜一 第一次鋅置換一 和化一 第二次鋅置換一 化學(xué)鍍銀一鈍化一 超聲清 洗一 烘烤一全檢一 包裝3）不合格鍍層的退除：鋼，鋁，銅，塑膠等化學(xué)保退層均可用濃硝酸退除。但零件要經(jīng)干燥后入槽，若帶入水分將導(dǎo)致 基體金屬過腐蝕。工作溫度在35度以下。4）品質(zhì)要求：a、膜厚在5-30um區(qū)間b、鹽霧實(shí)驗(yàn)達(dá)到24小時以上，達(dá)CNS標(biāo)準(zhǔn)9級以上。c、通過60度彎曲實(shí)驗(yàn)，無脫皮現(xiàn)象d、外觀無碰傷，刮傷，水跡等不良現(xiàn)象。e、膜層均勻，不能有霧狀，白點(diǎn)，露鍍現(xiàn)象三，常見異常處理異?，F(xiàn)象可能產(chǎn)生的原因及糾正方法反應(yīng)慢，沉積速度低1）PH值低，用NH40H調(diào)整2）溫度過低3）次磷酸鈉含量不

18、 足，分析補(bǔ)充鍍液反應(yīng)激烈，呈沸騰狀，出現(xiàn)深灰色?銀粉1）裝載量過大2）溫度過高或局部過熱鍍液掉入金屬屑或固體粒子3）次磷酸鹽含量過高4） PH值過高（鍍液自然分解的象征）槽壁和槽底沉積有金屬鎮(zhèn)1）局部溫度過高2）槽襯破損，顯露基體金屬，更換槽鍍液中亞磷酸未達(dá)到額定含量而發(fā)1）PH值太高2）絡(luò)合劑不足，應(yīng)給補(bǔ)充 生?亞磷酸銀沉淀鍍液被鋅，銅等金屬雜質(zhì)污染，可用低電流密度處理，或適 鍍層發(fā)暗當(dāng)補(bǔ)充次磷酸鈉后用廢件進(jìn)行處理，直至鍍層正常為好鍍層有麻點(diǎn)氫氣停留在零件上，可攪動槽液或抖動工件來避免鍍層易剝落1）鍍前處理不徹底2）溫度波動太大第六節(jié)，鍍層使用條件的分類及選用從防腐蝕的要求來看，表面處理的

19、設(shè)計應(yīng)做如下考慮：1）貴金屬（金，伯），含銘在18%以上的不銹鋼，磁性合金材料，以及銀銅合金等，一般不需要 再加防護(hù)層。2）碳鋼，低合金鋼和鑄鐵制造的零件，在大氣中容易腐蝕，應(yīng)加保護(hù)層。3）銅和銅合金制造的零件，根據(jù)不同的使用條件，采用光亮酸洗，鈍化，電鍍或涂漆保護(hù)等。用 磷青銅或被青銅制造的精密零件可以不進(jìn)行表面處理。4）鋁和鋁合金制造的零件，可以采用陽極氧化和封閉處理。不適于陽極氧化的小零件，可采用化 學(xué)氧化處理。鑄造鋁合金可采用涂漆防護(hù)。5）鋅合金制造的零件，可以采用磷化，鈍化，電鍍或涂漆防護(hù)。第七節(jié)。鋁材的電泳處理鋁材的彩色電泳涂裝是一種新穎的表面處理工藝。它采用電化學(xué)方法將有機(jī)樹脂的

20、膠體粒子沉積 在零件上，形成透明或各種顏色的有機(jī)涂覆層。根據(jù)電泳漆中的樹脂粒子電離后帶電狀況的不 同，可分為陽極電泳（樹脂粒子電離后成負(fù)離子）及陰極電泳（樹脂粒子電離后成正離子）。電泳涂覆層的耐腐蝕性能極其優(yōu)良（能通過中性鹽霧試驗(yàn)400小時以上），抗變色性強(qiáng)；與基體 金屬的結(jié)合力好，可進(jìn)行各種機(jī)械加工：涂覆層色彩鮮艷，根據(jù)用戶的要求可以配制成各種顏 色，常見的有金色，咖啡色，槍色，黑色等；與油漆比，施工性能好，對環(huán)境的污染和危害小。 因此應(yīng)用在汽車外殼及各種配件，自行車車把及配件，各種日用小五金配件，家具，工藝品等。 由于陰極電泳比較先進(jìn)，下面我們以陰極電泳作為我們介紹的主要課題；陰極電泳涂裝是一復(fù)雜的電化學(xué)和膠體化學(xué)過程。電泳漆本身是一個膠體和懸浮體的多組分體 系，存在著彌散相（樹脂，顏料微粒）和連續(xù)相（水）二種組分。陰極電泳的四種過程：1、電泳?帶正電的水溶性樹脂粒子及其吸附的顏料，向陰極移動。2、電沉積?帶正電的樹脂粒子到達(dá)零件（陰極）表面放電，形成不溶于水的沉積層，經(jīng)烘烤后形 成漆膜。3、電滲水份從沉積層滲析而出，當(dāng)含水量下降